初中物理能量综合题

一个电水壶工作电路如图所示，其中S是温控开关，R₁是电热管，当电水壶处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一处，处于保温状态．请解答以下问题：

（1）A、B是两种不同颜色的灯，红色表示加热，黄色表示保温，请你分析A灯为  色；
（2）若壶中有1kg水，初温27℃，把这些水加热到97℃，至少消耗多少电能？
[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）若在加热状态时，加热管的功率为880W，求R₁阻值（不计指示灯电阻及温度对电阻值的影响）．

嫦娥探月
2013年12月2日，“嫦娥三号”发射成功，实现了中华民族千年的“登月梦”．15日“嫦娥”成功落月，如图所示是“玉兔”告别“嫦娥”的情景，月球车开始在月面上巡视勘察，踏出了“中国脚印”…

月球周围的环境与地球周围的环境有许多不同之处，比如：欲求月球表面昼夜温差很大；月球上没有空气，近似真空；同一物体在月球表面受到的重力约等于它在地球表面受到重力的六分之一；月球周围没有磁场…
（1）“玉兔”号月球车在地球上重1200N，它在月球表面上方竖直下落3m，则它在月球表面受到的重力对它做的功为  J．
（2）月球车上的探测器是利用  （填“超声波”或“电磁波”）的反射来工作的．
（3）在月球上，下列四种情况不能做到的是  ．

A．用指南针定向

B．用红外线测距

C．用温度计测温度

D．用弹簧测力计测力．

总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示．请画出钢球从O点运动到A点的过程中，其动能随运动距离变化的大致关系图象．

请仔细阅读下文，并回答文后问题．
垃圾发电
填埋是目前全球垃圾处理的主要方式，传统的垃圾处理方式是将垃圾集中填埋，让其自行发酵．在发酵过程中会产生二氧化碳和甲烷等废气，易造成常规污染，还可能带来温室效应，甚至有爆炸的危险．
福州市红庙岭垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电．因此，垃圾填埋气和太阳能、风能一样，是一种可再生能源，不仅解决了垃圾填埋场安全和污染问题，也可产生显著的经济效益，同时减少温室气体的排放．
目前，我市垃圾填埋气发电厂和前期投产的垃圾焚烧发电厂的年总发电量大约可供4万个年用电量为2800千瓦时的家庭使用．
（1）传统的垃圾填埋处理方法的缺陷有：                          等．
（2）将填埋气收集起来用于发电，是将这些垃圾的化学能最终转化为  能．垃圾填埋气是一种  能源．
（3）请谈谈你在节能减耗、环境保护方面做了哪些实事？（写出一点）          ．

如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮……

（1）在此过程中，酒精燃烧后的燃气的       能转化为塞子的机械能。
（2）在这一实验过程中，你应当注意观察的是       。

A．揿动电火花发生器；	B．盒内的酒精；
C．盒盖跳起的现象；	D．瓶塞跳起的瞬间盒内出现的现象。

（3）汽油机的工作过程的       冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。如果该汽油机飞轮转速是1200r/min，则它每秒钟内对外做功         次。

近几年政府推出了“汽车下乡” 、“小排气量购置税减半”、 “以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的   较大的特点．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功。（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）（写出计算过程）
（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）
（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为      （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）
（5）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是      m．

“塔吊”是北海新城区建设中随处可见的一种起重设备，图甲所示是某塔吊的工作示意图，AO是塔吊的平衡臂，BO是塔吊的吊臂，C为可控制移动的滑轮组小车，可在B点到O点间移动，AO长4m，BO长26m，AB可绕O点在一定的范围内上下倾斜，已知A端配重物的质量为5t，塔吊利用工作电压为380V、额定功率为10kW的电动机带动滑轮组来吊升工地的建筑材料．问：

（1）从安全角度出发，起吊时应尽量使吊臂水平平衡，在一次匀速吊升钢材时塔吊的吊臂如图乙所示，则滑轮组小车C应向  移动（选填“左”或“右”），这是根据  原理．
（2）将质量为2t的钢材以0.5m/s的速度竖直向上匀速提起，经1min到达施工楼层后再水平移动20m将钢材送到施工点，此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是多少？
（3）此塔吊某次吊升钢材时，施工人员移动滑轮组小车C到达离O点16m处，使吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡，电动机在额定功率下竖直向上匀速吊升钢材到某高度，此时电动机将电能转化为机械能的效率为75%，则钢材上升过程中的速度是多大？（吊臂、平衡臂、滑轮组的质量及摩擦力忽略不计）

下面是关于汽车中的物理现象，请在横线上填上相关的内容．

（1）如图1所示，汽车行驶期间，坐在后排的乘客相对于路边的树是运动的，相对于司机是静止的，说明物体的运动和静止是  的．
（2）目前国家在大力推广环保节能的电动汽车．电动汽车在行驶期间将电能转化为机械能，而传统汽车则是在发动机内把燃料燃烧产生的  能转化为机械能．
（3）绝大多数汽车的前窗都是倾斜的，当汽车行驶时，车内乘客经玻璃  所成的虚像出现在车的前上方，这样就将车内乘客的像与路上的行人区分开，司机就不会出现错觉．
（4）如图2所示，汽车前灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成，反射镜则相当于  面镜，它能把放在其焦点上的光源发出的光经反射后接近于平行光射出．汽车前灯装有横竖条纹的玻璃灯罩，它相当于一个透镜和棱镜的组合体，光线通过它们时会发生  现象，将光分散照射到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物．

王斌学了电磁继电器的知识以后，突发奇想：自己能不能制作一个像麦当劳那里的烘手器昵？他开始设计了一个电路，如图甲所示，R₀为光敏电阻，为用电动机做成的简易吹风机，试用以后，觉得干手的速度还有点慢，于是他又想，如果在不影响电动机正常工作的情况下加一个“220V 1000W”的电热丝，那效果也许会更好，请回答以下问题：

（1）所加电热丝的电阻是多少？
（2）在图乙中画出接入电热丝后的电路图（电热丝可用电阻的符号表示）．
（3）若电热丝消耗的能量，用来给水加热并被水全部吸收，那么它正常工作7min能使多少初温为10℃的水温度升高到30℃？

随着生活水平的提高，人们对卫生间里空气质量的要求越来越高。
（1）为了保证空气流通，小刚家的卫生间安装了换气扇，且换气扇与电灯由同一个开关控制，闭合开关时，换气扇和电灯同时工作。
①请你用笔画线代替导线，将如图所示的电灯、换气扇（用M表示）和控制它们的开关正确连入电路。

②换气扇能将卫生间内的污浊空气排出，下列描述所涉及的物理知识与换气扇的工作原理相同的是           （填字母序号）。
a、拦河大坝建成上窄下宽    b、飞机的机翼设计成上凸下平    c、列车的铁轨铺设在枕木上
（2）卫生间常装有防止下水道“异味”上逸的装置。如图1是小刚家安装在洗手盆下方排水管的U形“反水弯”，它利用了          的特点，使U形管中始终留有一部分水，封堵下水道中的“异味”。小刚家的卫生间地面上还装有防止反味的地漏，如图2所示，其结构是一个“扣碗”（图甲）倒扣在存水杯，存水杯与下水管相连（图乙）。
一次，小刚全家外出旅行，一段时间后回到家中闻到卫生间有下水道反上的“异味”，经排查“异味”来自地漏（地漏及其连接均完好）。妈妈取下“扣碗”临时用抹布将地漏下水管口堵上。小刚认为这样做会影响地漏的正常使用，于是他拿掉抹布，观察存水杯的内部情况，并联想学过的物理知识，找到了造成地漏反味的原因是    。随即他想出一个简单可行的办法，马上就解决了地漏反味的问题，并且不影响地漏的正常使用。他的做法是：                                 
                   
图1                                     图2

“嫦娥奔月”的梦想
2013年12月2日11时30分，“嫦娥三号”探测器从西昌卫星发射中心发射升空（如甲所示），奔向38万千米外的月球；12月15日4时35分“嫦娥三号”着陆器和巡视器成功分离，巡视器顺利驶抵月球表面，实现了中国人“嫦娥奔月”的梦想．

（1）探测器在向月面降落的过程中，不能采用打开降落伞的方法來减小下落的速度，原因是月球上  ，不能通过克服摩擦力做功来使其速度减小．
（2）无线电波传播速度是3×10⁵km/s．探测器将获得的月球信息以无线电波的形式传回地球约需要  s（结果保留两位小数）．
（3）图丙为“嫦娥三号”绕月飞行的轨道示意图，其中“嫦娥三号”的月球重力势能最大的位置是  ．（选填“近月点“或“远月点“）

(10分)阅读短文，回答问题．
空气能热水器
空气能热水器是吸收空气的热量来制造热水的装置．
空气能热水器主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成，其中，毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等构成密闭系统，制冷剂在该密闭系统内循环，如图所示．其工作过程如下：

液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内迅速汽化．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热量传递给冷水并发生液化．制冷剂依此不断循环流动，使储水箱中水的温度不断上升．空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热量（Q）与空气能热水器消耗的能量（W）的比值．
下表是某品牌空气能热水器正常工作时的参数．

消耗功率／w	进水温度／℃	出水温度／℃	能效比
840	20	54	3.4

 
（1）制冷剂在   中液化．
（2）在循环过程中，制冷剂流经下列部件时从空气中吸收热量是   ．
A．毛细管         B．冷凝器        C．压缩机           D．蒸发器
（3）水箱中的水温升高，其内能                  ．
（4）制冷剂在循环过程中，其内能的增加的方式是               ．
A．只有做功
B．只有热传递
C．既有做功，又有热传递
D．既不是做功，又不是热传递
（5）该品牌空气能热水器正常工作1h可产生                 kg的热水．[c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

我们可以用如图所示的电路测量未知电阻R_X的阻值，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为10V时，电流表的示数为0.2A。计算R_X的阻值；用这种方案测出的未知电阻数值比实际值偏大还是偏小？说明理由。

如图所示，两灯泡L₁、L₂在盒内的连接方式未知，电源电压为6V。开关闭合后两灯均发光，电流表的读数为0.90A；若把L₁取下，L₂仍发光，电流表读数变为0.30A。

（1）L₁和L₂是并联还是串联的？ 请在方框内画出相对应的电路图。
（2）取下L₁之前，通过L₁的电流是多少mA？

（1）如图所示秒表所示时间为            s 。

（2）用图所示的刻度尺测量物体的长度，该刻度尺的分度值是        ，物体的长度是         cm 。

（3）图所示是实验室常用的一种温度计，它是根据液体的                规律制成的，此时它指示的温度是          ℃。

（4）一物体做匀速直线运动，其运动的路程—时间图像如图7甲所示，根据图甲图像在图乙中画出其运动的速度—时间图像。

甲                           乙